Luận án xây dựng phương pháp phân tích auxin gibberellin cytokinin trong rau xanh - Học viện Khoa học và Công nghệ

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài Luận án “Nghiên cứu xây dựng và phát triển phương pháp phân tích một số chất kích thích tăng trưởng (auxin, gibberellin, cytokinin) trong rau xanh” là do tôi thực hiện với sự hƣớng dẫn của PGS. TS Nguyễn Quang Trung và TS. Các kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, không trùng lặp và sao chép với bất kỳ công trình khoa học nào khác. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Nghiên cứu sinh Lê Văn Nhân ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài luận án, nghiên cứu sinh đã nhận đƣợc sự hỗ trợ và giúp đỡ từ nhiều cá nhân và tập thể; nghiên cứu sinh rất trân trọng và biết ơn sự hỗ trợ và giúp đỡ này.

Trƣớc hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến thầy giáo PGS. Nguyễn Quang Trung, ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, động viên khích lệ, dành nhiều thời gian trao đổi và định hƣớng cho tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Vũ Đức Nam, ngƣời luôn quan tâm, nhắc nhở, hƣớng dẫn và động viên tôi sớm hoàn thành luận án.

Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Công nghệ đã tạo điều kiện về mặt thời gian, cơ sở vật chất, trang thiết bị phục vụ cho việc nghiên cứu và thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Học viện Khoa học và Công nghệ đã mời các giảng viên có nhiều kinh nghiệm và kiến thức chuyên sâu giảng dạy cho các nghiên cứu sinh cũng nhƣ bố trí thời gian học tập linh hoạt và phổ biến các thông tin kịp thời tới nghiên cứu sinh. Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị em bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, khích lệ, cổ vũ và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận án. Con xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới cha mẹ, vợ, con, các anh chị em và ngƣời thân đã luôn động viên, khích lệ và cổ vũ con hoàn thành chƣơng trình đào tạo nghiên cứu sinh.

Xin chân thành cảm ơn! Nghiên cứu sinh Lê Văn Nhân iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN. ii MỤC LỤC. iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT. vii DANH MỤC BẢNG.

ix DANH MỤC HÌNH. Khái niệm chất kích thích sinh trƣởng thực vật. Đặc điểm, tính chất hóa lý của các chất kích thích sinh trƣởng thực vật. Đặc điểm, tính chất hóa lý của các chất thuộc nhóm auxin.

Đặc điểm, tính chất hóa lý của các chất thuộc nhóm gibberellin. Đặc điểm, tính chất hóa lý của các chất thuộc nhóm cytokinin. Vai trò chức năng của các chất kích thích sinh trƣởng thực vật. Vai trò chức năng của các chất thuộc nhóm auxin.

Vai trò chức năng của các chất thuộc nhóm gibberellin. Vai trò chức năng của các chất thuộc nhóm cytokinin. Các nghiên cứu về tác dụng của các chất kích thích sinh trƣởng thực vật. Các nghiên cứu về tác dụng của các chất thuộc nhóm auxin.

Các nghiên cứu về tác dụng của các chất thuộc nhóm gibberellin. Các nghiên cứu về tác dụng của các chất thuộc nhóm cytokinin. Các nghiên cứu về dƣ lƣợng của các chất kích thích sinh trƣởng thực vật. Các phƣơng pháp phân tích các chất kích thích sinh trƣởng thực vật.

Phƣơng pháp chuẩn bị mẫu. Thu thập mẫu. Làm sạch và tinh chế mẫu. Phƣơng pháp phân tích.

Phương pháp phân tích các hợp chất auxin. Phương pháp phân tích các hợp chất gibberellin. Phương pháp phân tích các hợp chất cytokinin. THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Thiết bị, dụng cụ và hóa chất thí nghiệm. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm. Hóa chất thí nghiệm. Chuẩn bị dung dịch chuẩn.

Đối tƣợng nghiên cứu. Đối tƣợng nghiên cứu. Đối tƣợng phân tích. Thu thập mẫu.

Phƣơng pháp nghiên cứu. Phƣơng pháp khảo sát các điều kiện tối ƣu của quy trình phân tích. Phương pháp khảo sát điều kiện khối phổ. Phương pháp khảo sát điều kiện sắc ký lỏng.

Phƣơng pháp khảo sát điều kiện xử lý mẫu. Phƣơng pháp xây dựng và xác nhận giá trị sử dụng của quy trình phân tích. Phƣơng pháp đánh giá dƣ lƣợng các chất kích thích sinh trƣởng thực vật trong các mẫu rau thu thập tại Hà Nội. Phƣơng pháp đánh giá ảnh hƣởng của chất kích thích sinh trƣởng thực vật đến sự phát triển của một số loại rau và mức độ tích lũy của chúng.

Bố trí thí nghiệm. Phương pháp đánh giá sự ảnh hưởng của chất kích thích sinh trưởng thực vật đến sự phát triển của các loại rau. Phương pháp đánh giá sự tích lũy của chất kích thích sinh trưởng thực vật trong các loại rau. Phƣơng pháp xử lý số liệu.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. Khảo sát các điều kiện tối ƣu của quy trình phân tích các chất kích thích sinh trƣởng thực vật trong rau. Khảo sát điều kiện phân tích khối phổ. Khảo sát mức năng lượng phân mảnh của các ion.

Khảo sát các hướng phân mảnh của các chất KTST. Khảo sát các thông số của nguồn ion hóa. Khảo sát điều kiện sắc ký lỏng .Khảo sát cột phân tích và dung môi pha động. Khảo sát chế độ gradient của pha động.

Tối ƣu hóa điều kiện xử lý mẫu. Xây dựng và xác nhận giá trị sử dụng của quy trình phân tích. Xây dựng quy trình phân tích đồng thời các chất kích thích sinh trƣởng thực vật trong các mẫu rau. Xác nhận giá trị sử dụng của quy trình phân tích.

Đánh giá độ ổn định của chu kỳ đông/rã đông mẫu. Đường chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng. Ảnh hưởng của nền mẫu. Hiệu suất thu hồi và độ chính xác của phương pháp phân tích.

So sánh với một số phòng thí nghiệm. Kết quả đánh giá hiện trạng dƣ lƣợng các chất kích thích sinh trƣởng thực vật trong các mẫu rau thu thập tại Hà Nội. Số lƣợng mẫu rau phát hiện chứa các chất kích thích sinh trƣởng thực vật. Số lƣợng chất kích thích sinh trƣởng thực vật phát hiện đƣợc trong các mẫu rau cải xanh.

Hàm lƣợng các chất kích thích sinh trƣởng thực vật phát hiện đƣợc trong các mẫu rau cải xanh. Sự tồn dƣ nhiều hợp chất kích thích sinh trƣởng thực vật trong mẫu rau cải xanh ở các khu vực nghiên cứu. Đánh giá ảnh hƣởng của chất kích thích sinh trƣởng thực vật đến sự phát triển của một số loại rau và mức độ tích lũy của chúng. Ảnh hƣởng của GA3 đến sự phát triển của một số loại rau xanh.

Ảnh hưởng của GA3 đến sự phát triển của rau cải xanh. Ảnh hưởng của GA3 đến sự phát triển của rau mồng tơi. Ảnh hưởng của GA3 đến sự phát triển của rau xà lách. Sự tích lũy của GA3 trong một số loại rau .105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.110 ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN .111 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ.112 TÀI LIỆU THAM KHẢO.

PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH DƢ LƢỢNG CÁC CHẤT KÍCH THÍCH SINH TRƢỞNG THỰC VẬT TRONG RAU. KẾT QUẢ KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ GRADIENT .133 vi PHỤ LỤC 3. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ĐỐI CHỨNG Ở CÁC PTN. ĐƢỜNG CHUẨN CỦA GA3 TRÊN CÁC NỀN MẪU RAU THÍ NGHIỆM.

MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG NGHIÊN CỨU .145 vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt 2,4,5-T 2,4,5-Trichlorophenoxyacetic acid Axít 2,4,5-Trichlorophenoxyacetic 2,4-D 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid Axít 2,4-dichlorophenoxyacetic 4-CI-IAA 4-Chloroindole-3-acetic acid Axít 4-chloroindole-3-acetic AIA β-Indolyaxetic acid Axít β-Indolyaxetic APCI Atmospheric Pressure Chemical Ionization Ion hóa hóa học áp suất khí quyển BA N6-Benzyladenine N6-Benzyladenine Ctv Et al. Cộng tác viên DHZR Dihydrozeatin Riboside Dihydrozeatin Riboside EI Electron Ionization Ion hóa điện tử ELISA Enzym Link Immunosorbent Assay Thử nghiệm miễn dịch hấp thụ liên kết với enzyme ESI Electrospray Ionization Ion hóa tia điện FLD Flourescence Detector Đầu dò huỳnh quang GA1 Gibberellin A1 Gibberellin A1 GA3 Gibberellin A3 Gibberellin A3 GA4 Gibberellin A4 Gibberellin A4 GA7 Gibberellin A7 Gibberellin A7 GAs Gibberellin Gibberellin GC Gas Chromatography Sắc ký khí HPLC High Performance Liquid Chromatography Sắc ký lỏng hiệu năng cao IAA Indole-3-acetic acid Axít Indole-3-acetic IBA Indole-3-butyric acid Axít Indole-3-butyric ICA Indole-3-carboxylic acid Axít Indole-3-carboxylic iP N6-Isopentenyladenine 6-Isopentenyladenine IPA Indole-3-propionic acid Axít Indole-3-propionic iPR Isopentenyladenosine Isopentenyladenosine IT MS Ion Trap Mass Spectrometry Khối phổ bẫy ion K Kinetin Kinetin KTST Plant growth substances Chất kích thích sinh trƣởng thực vật LFMCE Leaf-Ferrocene Modified Carbon Paste Điện cực dán cacbon biến tính lá Electrode Ferrocene MRM Multiple Reaction Monitoring Giám sát đa phản ứng viii MS Mass Spectrometry Khối phổ NanoESI Nano-Electrospray Ionization Ion hóa tia điện nano PAA Phenylacetic acid Axít Phenylacetic PGR Plant Growth Regulator Chất điều hòa sinh trƣởng thực vật QQQ MS Triple Quadrupole Mass Spectrometry Khối phổ ba tứ cực RIA Radioimmunoassay Kỹ thuật miễn dịch phóng xạ SIM Selected Ion Monitoring Giám sát ion chọn lọc SRM Selected Reaction Monitoring Giám sát phản ứng chọn lọc TDZ Diphenylurea, thidiazuron - TOF-MS Time-of-Flight Mass Spectrometry Khối phổ thời gian bay tZ Trans-zeatin Trans-zeatin tZR Trans-zeatin Riboside Trans-zeatin Riboside UPLC Ultra Performance Liquid Chromatography Sắc ký lỏng siêu cao áp Z Zeatin Zeatin α-NAA α-naphthaleneacetic acid Axít α-naphthaleneacetic (Chú thích: Tên hóa chất trong luận án đƣợc viết theo tên tiếng Anh) ix DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Đặc điểm, tính chất hóa lý của các chất thuộc nhóm auxin. Đặc điểm, tính chất hóa lý của các chất thuộc nhóm gibberellin.

Đặc điểm, tính chất hóa lý của các chất thuộc nhóm cytokinin. Một số nghiên cứu về tác dụng của auxin đối với các loại cây trồng. Một số nghiên cứu về tác dụng của gibberellin đối với các loại cây trồng. Một số nghiên cứu về tác dụng của cytokinin đối với các loại cây trồng 16 Bảng 3.

Các điều kiện tối ƣu hóa của khối phổ trong phân tích các chất KTST. Các thông số của nguồn ion đƣợc tối ƣu hóa. Kết quả khảo sát gradient của pha động. Điều kiện gradient tối ƣu sử dụng phân tích các chất KTST trong rau xanh.

Diện tích píc của các chất KTST và độ ổn định của chu kỳ đông/ rã đông. Đƣờng chuẩn, giới hạn phát hiện và giới hạn định lƣợng của phƣơng pháp phân tích. Độ lặp lại và độ thu hồi của các chất kích thích sinh trƣởng thực vật. Kết quả so sánh với một số phòng thí nghiệm đối với mẫu 10 ng.

Kết quả so sánh với một số phòng thí nghiệm đối với mẫu 100 ng. Kết quả so sánh với một số phòng thí nghiệm đối với mẫu 1000 ng. Số lƣợng các chất KTST phát hiện đƣợc trong các mẫu rau cải xanh. Hàm lƣợng của các KTST phát hiện đƣợc trong các mẫu rau cải xanh 92 x DANH MỤC HÌNH Hình 1.